The potential impact of PM2.5 on the covid-19 crisis in the Brazilian Amazon region

ABSTRACT OBJECTIVE This study aims to assess covid-19 morbidity, mortality, and severity from 2020 to 2021 in five Brazilian Amazon states with the highest records of wildfires. METHODS A distributed lag non-linear model was applied to estimate the potential exposure risk association with particulate matter smaller than 2.5-µm in diameter (PM2.5). Daily mean temperature, relative humidity, percentual of community mobility, number of hospital beds, days of the week, and holidays were considered in the final models for controlling the confounding factors. RESULTS The states of Para, Mato Grosso, and Amazonas have reported the highest values of overall cases, deaths, and severe cases of covid-19. The worrying growth in the percentual rates in 2020/2021 for the incidence, severity, and mortality were highlighted in Rondônia and Mato Grosso. The growth in 2020/2021 in the estimations of PM2.5 concentrations was higher in Mato Grosso, with an increase of 24.4%, followed by Rondônia (14.9%). CONCLUSION This study establishes an association between wildfire-generated PM2.5 and increasing covid-19 incidence, mortality, and severity within the studied area. The findings showed that the risk of covid-19 morbidity and mortality is nearly two times higher among individuals exposed to high concentrations of PM2.5. The attributable fraction to PM2.5 in the studied area represents an important role in the risk associated with covid-19 in the Brazilian Amazon region.

Vigilancia intensificada de enfermedades durante los incendios forestales, Paraguay, 2019

RESUMEN El humo de los incendios forestales puede influir en la mortalidad, las emergencias y las visitas ambulatorias, especialmente en personas con problemas respiratorios y cardiovasculares. La vigilancia intensificada exige sumar recursos adicionales a las actividades rutinarias de vigilancia. En agosto del 2019, se registraron 25.299 focos de incendios en varios departamentos del Paraguay. Se describen los hallazgos de la vigilancia intensificada de enfermedades en la población afectada por incendios forestales en Paraguay en el 2019. Se realizó un estudio descriptivo trasversal entre el 15/08/19 al 4/10/2019 en todo el territorio nacional. Como fuente de datos, se incluyen reportes de las Unidades Epidemiológicas Regionales, organizados en una base de datos con las variables: departamento, distrito, población indígena, número de atenciones médicas, motivo de consulta, heridos graves, desaparecidos y fallecidos, identificación de riesgos potenciales para la salud. Fueron afectados 12 (12/17) departamentos y la Capital del país, 30 distritos y 12 comunidades indígenas. Se realizaron 1.681 atenciones médicas, de los cuales 1.291 (77%) eran de Alto Paraguay. Las enfermedades más frecuentes fueron Infecciones Respiratorias Agudas no neumonías (36%), y Enfermedades Tipo Influenza (18%). No se registraron heridos graves, personas desaparecidas ni fallecidas. Como riesgos potenciales para la salud: pérdidas de viviendas en comunidades indígenas, cultivos, ganados y la interrupción de provisión de agua. En conclusión, los cuadros respiratorios fueron más frecuentes durante los incendios forestales, no se registraron personas desaparecidas ni fallecidas. Se identificaron riesgos potenciales para la salud por afectación de medios de vida y sustento, sobre todo en poblaciones indígenas.

ABSTRACT Smoke from wildfires can influence mortality, emergencies and outpatient visits, especially in people with respiratory and cardiovascular problems. Intensified surveillance requires adding up additional resources to routine surveillance activities. In August 2019, 25,299 fire outbreaks were registered in de various departments Paraguay. The findings of the intensified surveillance of diseases in the population affected by wildfires in Paraguay in 2019 are described. A descriptive cross-sectional study was carried out between 08/15/19 to 10/4/2019 throughout the national territory. As a data source, reports from the Regional Epidemiological Units, organized in a database with the variables: department, district, indigenous populations, number of medical care, reason for consultation, seriously injured, missing and deceased people, identification of potential health risks. Twelve (12/17) departments and the capital of the country, 30 districts and 12 indigenous peoples were affected. One thousand six hundred and eighty-one medical services were performed, of which 1,291 (77%) were from Alto Paraguay. The most frequent diseases were non-pneumonia Acute Respiratory Infections (36%), and Influenza-like illness (18%). There were no injured, missing or dead people. Among the potential health risks: loss of dwellings in indigenous people, crops, livestock and the interruption of water supply. In conclusion, respiratory symptoms were the most frequent during the wildfires, there were no injured, missing or dead people. Potential health risks were identified due to the impact on livelihoods, especially in indigenous populations.

Air quality assessment in Southeast Brazil during COVID-19 pandemic and lockdown: report of increased air pollution / Avaliação da qualidade do ar no Sudeste do Brasil durante a pandemia da COVID-19 e do confinamento: relato de aumento da poluição atmosférica / Evaluación de la calidad del aire en el sudeste de Brasil durante la pandemia de COVID-19 y confinamiento: informe de una mayor contaminación del aire

On March 24, 2020, a partial lockdown was decreed in the state of São Paulo, Brazil, as a measure to hinder the spread of COVID-19, which consisted in prohibiting crowding and advising people to stay home, except for urgent or extremely necessary matters. Based on studies performed in other countries, this study aims to assess the impacts of the lockdown on the air quality of five cities in the state of São Paulo. Our study was conducted by using particulate matter and nitrogen dioxide as air quality indicators, and by correlating the contaminants concentrations with weather data. The results showed an increase in these contaminants in all cities within the first weeks after the lockdown compared with the weeks before the decree and with the same period in previous years. This result is inconsistent with the literature. Therefore, a secondary goal was set to investigate the possible cause (or causes) of such deterioration in air quality, which led to the increased number of wildfires. The anomalous dry weather favored the burning of vegetation in agricultural rural areas and in small, vegetated areas near the municipalities, and limited pollution scavenging by rainfall, both of which contributed to higher pollution concentration. We hypothesize the possible effects of worse air quality on the aggravation of COVID-19, but further research is necessary to obtain a complete assessment.

Em 24 de março de 2020, foi decretado confinamento parcial no Estado de São Paulo, Brasil, como medida para desacelerar a disseminação da COVID-19. O decreto consistia na proibição de aglomerações e na recomendação para as pessoas permanecerem em casa, exceto em situações urgentes ou de extrema necessidade. Na esteira de estudos realizados em outros países, o artigo busca avaliar os impactos do confinamento na qualidade do ar em cinco cidades no Estado de São Paulo. Nosso estudo foi realizado com o material particulado e dióxido de nitrogênio enquanto indicadores da qualidade do ar e pela correlação das concentrações dos contaminantes com dados meteorológicos. Os resultados mostraram um aumento desses contaminantes em todas as cinco cidades dentro das primeiras semanas depois do confinamento, comparado às semanas que antecederam o decreto e com o mesmo período em anos anteriores. O resultado é inconsistente com os achados usualmente relatados em outros estudos. Portanto, foi definido um objetivo secundário a fim de investigar a possível causa (ou causas) da piora na qualidade do ar, o que revelou um aumento no número de incêndios. O tempo anormalmente seco favoreceu a queima de vegetação nas áreas agrícolas rurais e em pequenas áreas de vegetação próximas às cidades, além do limitado escoamento da poluição pela chuva, o que contribuiu à maior concentração de poluentes. Os achados sugerem hipóteses sobre os possíveis efeitos dessa situação de pior qualidade do ar sobre o agravamento de casos de COVID-19, porém são necessários mais estudos para uma avaliação completa.

El 24 de marzo de 2020 se decretó un confinamiento parcial en el estado de São Paulo, Brasil, como medida para evitar la propagación de la COVID-19, que consistió en prohibir aglomeraciones de personas y avisar a la gente que permaneciera en casa, salvo para asuntos urgentes o extremadamente necesarios. Siguiendo algunos estudios realizados en otros países, el objetivo de este trabajo es evaluar los impactos del confinamiento en la calidad del aire de ciudades en el estado de São Paulo. Nuestro estudio fue realizado usando material particulado y dióxido de nitrógeno, como indicadores de la calidad del aire, y mediante la correlación de las concentraciones de contaminantes con los datos meteorológicos. Los resultados mostraron un incremento en estos contaminantes en todas las ciudades dentro de las primeras semanas tras el confinamiento, comparando las semanas antes del decreto y dentro del mismo periodo en los años previos. Este resultado es inconsistente con aquellos que han sido informados en otros estudios. Por ello, un objetivo secundario fue investigar la posible causa (o causas) de tal deterioro en la calidad del aire, que conduce a un incremento en el número de incendios. La climatología seca anómala favoreció la quema de vegetación en las áreas rurales agrícolas, y en áreas con poca vegetación cerca de las ciudades, y la eliminación limitada de la contaminación gracias a la lluvia, ambos contribuyeron a una mayor concentración de contaminación. Se especula que los posibles efectos de esta situación de una peor calidad del aire podrían afectar en el agravamiento de los casos de COVID-19, pero son quizás necesarias más investigaciones para conseguir una evaluación completa.

Impacto de la contaminación aérea por incendios forestales en la morbimortalidad de la población expuesta / Impact of air pollution by forest fires and the morbidity of the exposed population

La exposición a las emanaciones de incendios forestales es un importante problema de salud pública nacional e internacional. El cambio climático que conlleva sequía y aumento de la temperatura estival aumenta el riesgo y magnitud de los episodios de incendios forestales, generándose grandes incendios cuyas emanaciones pueden afectar a poblaciones distanciadas del epicentro. La asociación entre la exposición a las emanaciones de los incendios forestales, el aumento de las concentraciones de material particulado aéreo y la morbilidad respiratoria (exacerbación de asma y enfermedades respiratorias crónicas) ha sido evidenciada en diversos estudios. Sin embargo, es difícil realizar un metaanálisis de ellos, ya que la metodología empleada es muy disímil. Entre los principales mecanismos de morbilidad se encontrarían: la producción de citoquinas proinflamatorias, la activación endotelial y la disfunción del sistema nervioso autónomo. Ante la exposición al humo de incendios forestales, se produce daño tisular, aumento de los mecanismos protrombóticos, aumento de la presión arterial y cambios en el ritmo cardiaco, que explicaría los efectos cardiovasculares. Los sujetos con patología cardiovascular preexistente podrían tener mayor riesgo cardiovascular; sin embargo, existen factores confundentes en esta asociación. Por otra parte, el posible riesgo cancerígeno con la exposición a estas emanaciones requiere mayores estudios poblacionales.

Exposure to forest fire fumes is a major national and international public health issue. Climate change that leads to drought and increased summer temperature increases the risk and magnitude of wildfires episodes, generating mega-fires whose fumes not only affect the boundary population, but they may become transcontinental. Association between exposure to forest fire fumes, mainly increased concentrations of air born particulate matter and respiratory morbidity (exacerbation of asthma and chronic respiratory diseases) has been evidenced by diverse studies. However, it is difficult to carry out meta-analysis with them since the methodology used is dissimilar. Among the main causes of morbidity have been postulated the production of pro-inflammatory cytokines, endothelial activation and dysfunction of the autonomic nervous system. Occurrence of tissue damage, increased prothrombotic mechanisms, increased blood pressure and changes in heart rate, would explain the cardiovascular effects associated with exposure to smoke from these fires. However, epidemiological outcomes have not been entirely consistent, as the association between cardiovascular morbidity and exposure to wildfire fumes may be mixed with confounding factors. Despite this, patients with pre-existing cardiovascular pathology may be at increased risk. Finally, the potential risk of carcinogen with exposure to these fumes requires further population studies.

Mudanças na exposição da população à fumaça gerada por incêndios florestais na Amazônia: o que dizem os dados sobre desastres e qualidade do ar? / Changes in the population's exposure to smoke generated by forest fires in the Amazon: what do the data on disasters and air quality say?

RESUMO O uso do fogo e seus impactos são crescentes na Amazônia. Neste estudo, avaliou-se a problemática das queimadas e incêndios florestais no contexto da proteção e defesa civil objetivando avaliar o número de registros de situação de emergência ou estado de calamidade pública declarados ante o aumento da ocorrência de queimadas e incêndios florestais na Amazônia. Fez-se uma análise histórica para quantificar mudança na exposição da população a queimadas, incêndios florestais e qualidade do ar. Em seguida, uma visão da crise dos incêndios florestais na Amazônia em 2019, em que um dos principais impactos imediatos foi baixa qualidade do ar associada a esses eventos é apresentada. As análises sugerem que existe um negligenciamento em registrar oficialmente situações de emergência e calamidade pública associados à baixa qualidade do ar, oriundos de queimadas e incêndios florestais, principalmente na região norte do País. Mediante acompanhamento da crise entre os meses de julho e agosto de 2019, devido à situação crítica da ocorrência de queimadas e incêndios florestais reportados até o final de 2019 no sudoeste da Amazônia, entende-se que há possibilidade desse quadro ser considerado um desastre.

ABSTRACT The fire use and its impacts are growing in the Amazon. In this study, the problem of burning and wildfires in the context of civil protection and defense was evaluated, to assess the number of records of emergency situations or state of public calamity declared regarding the increase in the occurrence of fires and forest fires in the Amazon. A historical analysis was carried out to quantify changes in the population's exposure to fires, forest fires and air quality. A vision of the forest fire crisis in the Amazon in 2019 was presented in which one of the main immediate impacts was low air quality associated with these events. The analyzes suggest that there is a neglect in officially registering emergency situations and public calamities associated with low air quality, arising from burnings and forest fires, mainly in the northern region of the country. Through the monitoring of the crisis between the months of July and August 2019, due to the critical situation of the occurrence of fires reported until the end of 2019 in the southwest of the Amazon, it is understood that there is a possibility that this situation could be considered a disaster.

Spatial-temporal of fire foci in the state of Rio de Janeiro, Brazil / Espaço-temporal de focos de fogo no estado do Rio de Janeiro, Brasil

This study evaluated the space-time variability of fire foci via environmental satellites for the State of Rio de Janeiro (SRJ) based on statistical procedures. The fire foci in the period of 2000 to 2015 were obtained from the BDQueimadas fire database. Descriptive, exploratory, and multivariate statistical analyses were performed in the software environment R i386 version 3.2.5. The north region had 6760 foci (21.11%), the south-central region had 3020 foci (9.43%), the Middle Paraíba had 6,352 foci (19.84%), the Metropolitan areas had 6671 foci (20.83%), and the Green Coast region had 292 foci (0.91%). The cluster analysis identified three homogeneous groups of fire foci (G1, G2, and G3) but did not include the municipality of Campos dos Goytacazes (NA). The G1 group (6.21 ± 0.01 foci, 57.61%) included areas throughout the state and covered the coastal region and lowlands towards the north. The G2 group (6.21 ± 0.01 foci, 34.81%) included the northern, south-central, and coastal shallows regions. The G3 group (6.21 ± 0.01 foci, 9.78%) included the mountain ranges of the state. Environmental characteristics and socioeconomic are crucial in the dynamics of fire foci in Rio de Janeiro.

Este estudo avaliou a variabilidade espaço-temporal de focos de calor via satélites ambientais para o Estado do Rio de Janeiro (SRJ) com base em procedimentos estatísticos. Os focos de calor no período de 2000 a 2015 foram obtidos a partir do banco de dados de focos do BDQueimadas. Análises estatísticas descritivas, exploratórias e multivariadas foram realizadas no ambiente de software R i386 versão 3.2.5. A região Norte tinha 6760 focos (21,11%), a região Centro-Sul tinha 3020 focos (9,43%), o Médio Paraíba tinha 6,352 focos (19,84%), as áreas metropolitanas tinham 6671 focos (20,83%) e a Costa Verde região teve 292 focos (0,91%). A análise de agrupamento identificou três grupos homogêneos de focos de calor (G1, G2 e G3), mas não incluiu o município de Campos dos Goytacazes (NA). Em que se observa no grupo G1 uma forte presença de outliers com valores atípicos, em todos os anos da série temporal, sendo destaque para os anos de 2014 e 2015 que apresentam os maiores números de outliers seguidos dos valores das médias (20.46 e 18.85 focos) acima das medianas (14.00 e 12.50 focos). Comportamentos semelhantes foram observados nos grupos G2 e G3, sendo o grupo G2 com média (81.43 mm e 66.00 focos) e medianas (49.07 e 35.50 focos) com um DP de 27.89 focos de fogo. O grupo G3 com média (314.13 e 361.33 mm) e mediana (204.50 e 76.00 focos) e o maior DP (196,75 focos) em comparação aos demais grupos. Características ambientais e socioeconômicas são cruciais na dinâmica dos focos de calor no Rio de Janeiro.

Mecanismos de los efectos nocivos para la salud de la contaminación atmosférica proveniente de incendios forestales / Mechanisms of noxious effects of wildfire air pollution over human health

Los incendios forestales representan un problema creciente de la salud pública a nivel mundial, especialmente para la población más vulnerable (niños, ancianos, embarazadas y portadores de enfermedades cardiovasculares o respiratorias crónicas) expuesta al humo y a otros contaminantes aéreos. A diferencia de la contaminación atmosférica habitual de grandes urbes, aquella derivada de los incendios forestales tiene una composición diferente y su ocurrencia es esporádica y difícil de prever. La exposición a contaminantes atmosféricos derivados de incendios forestales se asocia a aumento de la morbilidad respiratoria y cardiovascular, mediada por una respuesta inflamatoria pulmonar y sistémica, estrés oxidativo y disfunción endotelial. En sujetos expuestos a humo de incendios forestales se ha observado un aumento en la producción de citoquinas pro-inflamatorias, activación endotelial y disfunción del sistema nervioso autónomo, que produce daño tisular, aumento de los mecanismos protrombóticos, aumento de la presión arterial y cambios en el ritmo cardiaco. Esta revisión analiza los mecanismos que han sido involucrados en generar efectos nocivos para la salud de seres humanos expuestos a material particulado y gases emanados de incendios forestales.

Wildfires represent a growing global public health issue, especially to the most vulnerable segment of the population (children, old people, pregnant women, patients with cardiovascular or respiratory diseases) exposed to smoke and other air borne contaminants generated from these events. In contrast to great cities ' usual atmospheric pollution, that derives from forest fires differ in composition and its occurrence is sporadic and usually unpredictable. Exposure to atmospheric pollutants derived from forest fires has been associated to increased respiratory and cardiovascular morbidity, mediated by an inflammatory systemic response, oxidative stress and endothelial dysfunction. In people exposed to forest fire smoke an increased production of pro-inflammatory cytokines, endothelial activation and autonomic nervous system dysfunction has been observed, that leads to tissue injury, increased prothrombotic response, increased blood pressure and changes in heart rhythm. This review analyzes the mechanisms that have been involved in generating harmful health effects in humans exposed to inhaled particulate matter and gases steaming from wildfires.